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光刻機到底多先進?看看其中一個激光係統有多複雜就明白了

星之球科技 來源:睿達科技2022-02-17 我要評論(0 )   

在華為(wei) 遭受製裁之後,我們(men) 都明白了光刻機與(yu) 芯片製造的重要性及技術難度。光刻機雖然是荷蘭(lan) ASML公司生產(chan) 製造,但實際上設備中凝聚了世界科技之精華,比如光源的設計與(yu) 生...

在華為(wei) 遭受製裁之後,我們(men) 都明白了光刻機與(yu) 芯片製造的重要性及技術難度。光刻機雖然是荷蘭(lan) ASML公司生產(chan) 製造,但實際上設備中凝聚了世界科技之精華,比如光源的設計與(yu) 生產(chan) 是美國為(wei) 主、高功率激光部件與(yu) 鏡頭是德國工藝、部分核心電子設備又有愛爾蘭(lan) 、荷蘭(lan) 等國家的技術支持。



別看美國成天拿著光刻機對著他國又是威脅又是製裁,實際上雖然光刻機的生產(chan) 製造依賴美國技術,可如果荷蘭(lan) 、德國哪一天對美國進行技術封鎖,美國自己也造不出光刻機。換句話來說,目前世界上還沒有一個(ge) 國家能夠獨立製造光刻機。



光刻機如此難造,那其中到底又有何奧妙呢?我們(men) 是做激光板卡的,就從(cong) 激光部件說說相關(guan) 知識吧



目前我們(men) 所說的光刻機一般指EUV光刻機,EUV指的是極紫外光,這是光刻機的第五代技術,也是目前最先進的技術。此前的DUV光刻機等前代產(chan) 品,都是用深紫外光來進行加工處理的,隨著芯片製造工藝發展到5nm、3nm這一步,原先的光刻技術麵臨(lin) 考驗,新一代的EUV光刻機就成了半導體(ti) 製造不可或缺的兵器。



在激光部件方麵,EUV光刻機與(yu) DUV光刻機最大的不同之處在於(yu) 光源,前幾代DUV用的光源是深紫外光,其波長為(wei) 193nm,新一代EUV使用的是波長極短的13.5nm極紫外激光。極紫外激光的產(chan) 生條件非常苛刻,需要將等離子體(ti) 加熱到近22萬(wan) 攝氏度,幾乎是太陽表麵溫度的40倍,同時,極紫外光能夠電離幾乎所有組成普通物質的原子和分子,這種光不能與(yu) 空氣接觸,隻能在真空中傳(chuan) 播,所以極紫外光也被成為(wei) 真空紫外光。



為(wei) 製作極紫外激光相關(guan) 部件,光刻機製造商荷蘭(lan) ASML公司與(yu) 德國鏡頭製造商Zeiss以及德國光源製造商Trumpf通過多年合作,研製出了一套獨一無二的CO2激光係統。



這套係統能夠每秒發射出5萬(wan) 粒錫珠,通過真空室並被激光脈衝(chong) 擊中,當脈衝(chong) 擊中錫珠時,錫被電離並產(chan) 生高強度的等離子體(ti) ,同時發出13.5nm極紫外激光,隨後的收集係統將其收集並輸出(13.5nm波長導致激光無法穿過透鏡,所以EUV係統為(wei) 全反射,包括光罩、掩膜),從(cong) 而開始對晶圓雕刻。



這套複雜的激光係統包含了極紫外光源、高功率放大鏈路、光束傳(chuan) 輸係統、光學平台等多個(ge) 精密合作的核心部件,輸出的激光脈衝(chong) 超過3萬(wan) 瓦的平均脈衝(chong) 功率,峰值功率高達數兆瓦,是當代激光工藝的頂尖之作。



當然,EUV光刻機包含的先進科技雖然高深神秘,但也並非無法超越,科技發展風雲(yun) 變幻,沒人可以預測下一個(ge) 十年的製造業(ye) 風向,未來會(hui) 走向何處如何,還需我們(men) 努力向前,衝(chong) 破阻礙。


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